极端质量比双星中致密与星系尺度环境的引力波印记

位于活动星系核中的黑洞周围会间歇性地出现周遭环境与星系尺度环境。由于超大质量黑洞向其宿主星系传递能量，星系环境也会影响黑洞周围太阳质量天体的动力学以及非真空非对称双星发出的引力波。直到最近才找到一个精确的一般相对论解，描述了沉浸于 Hernquist 型暗物质晕中的 Schwarzschild 黑洞。我们对深入此类非真空时空的通用测地线进行了广泛分析，并将我们的结果与 Schwarzschild 情形中获得的结果进行比较，同时计算它们的引力波辐射。我们的发现表明，随着晕的致密度增加，径向与极向振荡频率之比在强引力区下沉得更深。这对应于非真空测地线及其所得波形相对于真空情形的红移。我们计算了由 Schwarzschild 与非真空几何所得波形之间的重叠，发现它随晕致密度的增大而减小，这意味着暗物质环境应能被星载探测器区分。对于致密环境，我们发现由于暗物质的引力拉拽，拱线进动受到强烈影响；轨道轴可能沿与轨道运动相反的方向旋转，导致依赖于晕质量的逆行进动漂移，而与星系尺度环境中发生的典型顺行进动相反。逆行到顺行的引力波变化展示了在临界非进动转折点周围的瞬态频率现象，因此它们可作为超大质量黑洞周围存在致密暗物质环境的“确凿证据”。